DE4142449C2 - Tunnelvortriebsmaschine mit einem Schneidrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tunnelvortriebsmaschine mit einem Schneidrad gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Beim Vortrieb von Tunneln mittels einer Vortriebsmaschine mit sich drehendem Schneidrad kann bei gewissen lehmigen oder tonigen Böden das Problem auftreten, daß die Werkzeuge des Schneidrades durch das Bodenmaterial verklebt werden, wodurch der Vorschub behindert wird.

In DE 33 30 635 A1 ist eine Vortriebsmaschine beschrieben, deren als Schneidrad ausgebildetes Abbauwerkzeug mittenfrei an stempelartigen Verbindungen zu einem ringförmigen Lager gelagert und angetrieben ist. Durch das Lager verläuft eine zentrale Bodenfördervorrichtung. Auch aus dem unteren Teil der Abbaukammer kann durch eine Fördervorrichtung Material entfernt werden.

DE 34 45 578 A1 zeigt eine Schildvortriebseinrichtung für eine flüssigkeitsgestützte Ortsbrust und eine hydraulische Bodenabförderung. Hier wird eine Schürfscheibe verwendet, die selbst oder ein mit ihr verbundener Lagerkörper mittels Brustverbauplatten verschließbare Durchbrechungen gegebenenfalls auch im mittleren Bereich aufweist.

In DE 39 29 393 C1 ist eine Schildvortriebsmaschine beschrieben, die auch mit einem Hydroschild versehen sein kann und bei der die zentrale Achse für das Schneidrad in einer gegen den abzubauenden Boden vorspringenden Bohrspitze endet, durch welche gegebenenfalls Spülwasser zugeführt werden kann. Bei gewissen Böden kann eine solche Bohrspitze oder eine andere Einrichtung vor dem Zentrum des Schneidrades dazu führen, daß hier das abzubauende Material verfestigt wird und nur schwer radial zu den Öffnungen zwischen den Armen des Schneidrades verdrängt werden kann. Aus der Bohrspitze austretendes Spülwasser kann die Verfestigung des Materials bei klebrigen Böden nicht wesentlich beeinflussen.

Bei feuchtem, klebrigem Bodenmaterial, wie es bei Lehm und Ton vorkommen kann, tritt als weitere Schwierigkeit auf, daß dieses Material nicht nur an den Teilen des Schneidrades anhaftet, sondern sich auch im Bereich neben der in der Schildsohle angeordneten Absaugleitung ablagert, von wo es nur händisch zu entfernen ist. Übliche Hydroschilde weisen zur Lösung dieser Schwierigkeit nur bedingt Einrichtungen, z. B. Leit- oder Abweisbleche auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schneidrad einer Tunnelvortriebsmaschine der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß dieses auch in klebrigen Böden arbeiten kann und daß das gelöste klebrige Material, ohne sich vor dem Zentrum des Schneidrades zu stauen, in den Raum hinter dem Schneidrad gelangen und von hieraus leichter entfernt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe werden die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines auf den beigefügten Zeichnungen vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch das vordere Ende einer Vortriebsmaschine

Fig. 2 eine Ansicht auf das Schneidrad.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Schildmantel 1 eine Schottwand 2 fest angeordnet, und vor ihr befindet sich eine Tauchwand 3, vor der wiederum das rotierbare Schneidrad 4 angeordnet ist, welches durch einen wie eine Hohlwelle ausgeführten zentralen Schneidradantrieb 5 gedreht wird. Der Schneidradantrieb 5 ist vorzugsweise eine mehrachsige Rollendrehverbindung mit Hydrogetriebemotoren und Vorgelegen mit Ritzelwellen.

Das Schneidrad 4 besteht aus einem äußeren, ringförmigen Profil 41 mit beispielsweise dreieckigem Querschnitt und weist eine Anzahl radialer Arme 42 auf, wobei der äußere Ring 41 und die Arme 42 mit Schneidwerkzeugen 43 besetzt sein können. Ein ringförmiges Kastenprofil 44 bildet die Nabe des Schneidrades 4. Innerhalb des ringförmigen Profils 44 befindet sich die zentrale Öffnung 45. Die zentrale Öffnung 45 wird durch einen Schneidkamm 46 überspannt, der ebenfalls mit geeigneten Schneidwerkzeugen 43 besetzt ist und dessen Mitte im stumpfen Winkel gegen die Ortsbrust vorspringt.

Das ringförmige Profil 44 ist mit der Vorderseite 51 der Schneidradantriebes 5 über Stempel 52 verbunden. Durch die freien Flächen zwischen den Armen 42, durch die zentrale Öffnung 45 und durch die Abstände zwischen den Stempeln 52 kann das aus der Ortsbrust gelöste Material in den Arbeitsraum 6 gelangen und sich in der Stützflüssigkeit verteilen und zu Boden sinken, von wo es durch eine geeignete Fördereinrichtung wie ein Saugrohr 21 entfernt werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Antriebsmotore 53 und die Lagerung 54 des Schneidradantriebs 5 im wesentlichen in dem Zwischenraum zwischen Schottwand 2 und Tauchwand 3 untergebracht. Eine andere übliche Anordnung ist jedoch möglich, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen. Es ist ferner möglich, den Schneidantrieb 5 und damit auch das Schneidrad 4 so anzuordnen, daß ein geringes Verschwenken möglich wird.

An der Tauchwand 3 und am unteren Teil der Druck- oder Schottwand 2 sind mehrere Düsen 31, 32, 33 für die Zuführung von Flüssigkeit angeordnet. Wenigstens im unteren Bereich des Raumes 6 können seitlich der hinter einem Rechen 22 befindlichen Abzugseinrichtung 21 für den sich dort sammelnden Schlamm rotierbare Rührer 34 angeordnet sein, die ein Absetzen der Feststoffe behindern. Weitere Rührer und Wasserzuführungsdüsen können je nach Bedarf eingesetzt werden, um beispielsweise den sich unten mit einem hohen Wassergehalt sammelnden Schlamm auch hydraulisch entfernen zu können. Durch das hohle Zentrum des Schneidradgetriebes 5 verläuft vorzugsweise eine Leitung 55 bis in den Schneidraum 6 hinein. Über die Leitung 55 kann eine weitere Wasserzufuhr erfolgen. Die Leitung 55 kann jedoch auch zum Absaugen von Flüssigkeit mit darin enthaltenen Schwebstoffen aus dem Raum 6 verwendet werden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, das in dem Raum 6 ragende Ende 56 des Rohres 55 mit einem weiteren Rührer 57 zu versehen, der eine für das Abziehen günstige Mischung von Wasser und feinen Feststoffpartikeln erzeugt. Der Rührer 57 kann durch einen Antrieb 58 gedreht werden. Während sich die Frontplatte 51 des Schneidradantriebes 5 mit dem Schneidrad dreht, kann das Lager 59, welches das Ende 56 der Leitung 55 umgibt, sich entweder mit der Frontplatte 51 drehen oder drehfest und gegen die Frontplatte 51 abgedichtet innerhalb des Antriebs 5 befestigt sein. Wird gleichzeitig durch die Mitte der Frontplatte 51 eine Zufuhr von Wasser und ein Absaugen gewünscht, können die Leitungen 55, 56 als koaxiale Rohre ausgebildet sein, und das zugeführt Wasser kann radial zwischen der Tauchwand 3 und dem Rührer 57 austreten, während das Absaugen durch die hohle Nabe des Rührers 57 erfolgt.

Gegebenenfalls können auch Lösungen verwendet werden, bei der mehrere Rohre 55 nebeneinander aus einer drehfesten Platte in der Mitte der Frontplatte 51 enden.

Der Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß das durch den vorspringenden Schneidkamm 46 in der Mitte vor dem Schneidrad 4 gelöste Material in einem im wesentlichen ungestörten Materialfluß durch die zentrale Öffnung 45 des Schneidrades 4 in den Arbeitsraum 6 gelangen kann, was insbesondere auch für klebriges Bodenmaterial günstig ist, und daß durch Zugabe einer verhältnismäßig großen Menge von Spülwasser die Werkzeuge von dem klebrigen Bodenmaterial freigespült werden.

Da die Zeichnungen nur vereinfachte Darstellungen sind, wurde auf die Angabe weiterer Einrichtungen, wie zum Beispiel zur Aufrechterhaltung eines oberen Luftraumes in dem Arbeitsraum 6, Einrichtungen zum Vorschub der Vortriebsmaschine, Einrichtungen zur Zuleitung von Spülwasser und zur Abführung des Bodenmaterials usw. verzichtet.

Claims (5)

1. Tunnelvortriebsmaschine mit einem Schneidrad (4), das mit Werkzeugen (43) besetzte radiale Arme und offene Zwischenräume zwischen den Armen aufweist und das direkt über achsparallele Stempel (52) mittenfrei gelagert ist und von einem in der Mitte hohlen Schneidradantrieb (5) antreibbar ist, wobei die Maschine mit Vorrichtungen zur Zuführung von Wasser und zur Abführung des abgebauten Bodens versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidrad (4) eine zentrale Öffnung (45) besitzt, deren Durchmesser 15 bis 20% des Durchmessers des Schneidrades (4) beträgt und über die sich ein in Vorschubrichtung vorspringender, mit Schneidwerkzeugen (43) besetzter Schneidkamm (46) erstreckt.

2. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 als Hydroschild mit in einem Vortriebsschild angeordneter Tauch- und Druckwand und daran gelagertem Schneidradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckwand (2) und an der Tauchwand (3) mehrere Wasserdüsen (31, 32, 33) verteilt angeordnet sind.

3. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im unteren Teil des Raumes (6) zwischen dem Schneidrad (4) und der Schottwand (2) rotierbare Rührer (34) angeordnet sind.

4. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung einer Leitung (56) durch den Schneidradantrieb (5) in dem Arbeitsraum (6) ein rotierbarer Rührer (57) angeordnet ist.

5. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß durch den in der Mitte hohlen Schneidradantrieb (5) wenigstens eine Leitung (55, 56) für die Zuführung und/oder Absaugung von Wasser verläuft.